二阶系统的时域分析12766.pdf

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1、实验三 二阶系统的时域分析 一、实验目的、通过考察系统的过渡过程指标，研究二阶系统的特征参数阻尼比和自然频率对系统特性的影响，以及系统特征根的位置与过渡过程的关系。、学习自己设计实验，安排适当的实验参数，达到以上实验目标。二、实验内容 根据传递函数2222)(nnnsssG的单位阶跃响应，求取过渡过程的质量指标。按表 1 的形式整理实验数据，分析实验结果，完成实验报告。此时，系统的特征根为jjsnn22,11。1、令0.5，取三种不同的n，观察根在根平面上的位置，求其过渡过程和它的质量指标，进行比较。说明当相同时，过渡过程的哪些指标是相同的？051015202500.20.40.60.811.

2、21.4 n改变，=0.5不变Tim e(sec)Amplituden=0.5n=1.5n=2.5 0.5 超调量 衰减比 峰值时间 过渡时间 余差 n=0.5 16%+lim 7.21s 24.7s 0 n=1.5 16%+lim 2.41s 9.33s 0 n=2.5 16%+lim 1.44s 5.87s 0 2、固定n，取、0.3、0.5、0.7、1，观察根在根平面上的位置，求其过渡过程和它的质量指标。总结当不同时，质量指标有哪些变化？02468101214161800.20.40.60.811.21.41.61.82 改变，n=1不变Time(sec)Amplitude=0=0.3=

3、0.6=0.9=1.2 n1 超调量 衰减比 峰值时间 过渡时间 余差=0 100%1 3.09s/=0.3 37%7.4 3.23s 11.7s 0=0.6 9%+lim 3.58s 6.41s 0=0.9 0.1%+lim 7.04s 5.47s 0=1.2/6.45s 0 通过上面两图形与表格总结可以得出：n影响二阶系统过渡过程中的峰值时间，过渡时间（在不变的情况下，峰值时间随n增大而减小，过渡时间随n的增大而减小）影响几乎全部过渡过程指标，其中超调量，衰减比仅与有关（超调量随着的增大而减小，衰减比随着的增大而增大；在n不变的情况下，峰值时间随增大而增大，过渡时间随的增大而减小。）n，对

4、系统的稳态误差均没有影响，且均为 0.3、选三组实部（）为负值且相等的复根，观察根在根平面上的位置，求其过渡过程和它的质量指标，进行比较，说明不同虚部（）对过渡过程和质量指标有哪些影响。00.511.522.533.5400.20.40.60.811.21.41.6 =2,分别取2，6，10Time(sec)Amplitude=2=6=10 通过上图和表格中的数据可以得不同虚部对系统过渡过程的影响：在实部不变的情况下随虚部绝对值的增加，超调量增加，衰减比减少，峰值时间减小，调节时间不变，上升时间减小，稳态误差始终为 0.。实部取 2，虚部分别取 2,6,10，系统过渡过程和质量指标=4 超调量

5、 衰减比 峰值时间 调节时间(5%)上升时间 稳态误差e（）=2 4%+1.46 1.57s 1.18 0=6 35%8.75 0.526 1.57s 0.316 0=10 53%3.53 0.315 1.57s 0.177 0 4、选三组虚部（）相同的复根，观察根在根平面上的位置，求其过渡过程和它的质量指标，进行比较，说明不同实部（）对过渡过程和质量指标有哪些影响。00.511.522.533.544.5500.20.40.60.811.21.4 =6,分别取2，5，8Time(sec)Amplitude=2=5=8 通过上图和表格中的数据可以得不同实部对系统过渡过程的影响：在虚部不变的情况下随实部绝对值的增加，超调量减少，衰减比增加，峰值时间减小（幅度不大），调节时间减小，上升时间增加，稳态误差始终为 0.。虚取 6 实分别取 2，5,8 过渡过程和质量指标=6 超调量 衰减比 峰值时间 调节时间(5%)上升时间 稳态误差 e（）=2 35%8.75 0.52 1.56 0.316 0=5 7%+0.504 0.67 0.378 0=8 1%+0.509 0.413 0.413 0